首页机器人通过变色触觉传感器“感知”触觉
一台机器人触摸一枚硬币，感知其细微细节。图片来源：伦敦玛丽女王大学
伦敦玛丽女王大学的工程师们开发了一种新型变色触觉传感器，使机器人能够实时“看到”并感知触觉。 该概念由工程与材料科学学院的博士后研究员贾科莫·萨索（Giacomo Sasso）提出，其工作原理是将不可见的力转化为动态的色彩图案。这使得接触、应变和压力的高分辨率分布图能够瞬间呈现。
该研究成果发表于《科学进展》（Science Advances）期刊。
当柔软的传感表面受到压力时，材料会产生空间变化的结构色，普通相机可立即捕捉到这些颜色，从而无需复杂的重建算法。
从工厂车间到手术室
该技术使机器人抓手能够以制造所需的精度组装微尺度部件，在制造过程中，力的任何细微变化都能实时可见。该技术在医疗保健领域也具有潜力，外部假肢在执行精细的日常或临床任务时，可获得更丰富的触觉感知。
与此同时，外科手术系统可通过直接解读材料颜色响应中的细微压力特征，从而区分健康组织与异常组织。
嵌入材料中的传感功能
与传统触觉传感器不同，这一新系统将传感功能直接嵌入材料本身。机械交互被转化为色彩场，可通过低成本的USB摄像头实时读取。该研究已取得成果，展示了该领域首个实时解决方案。
“你可能无法想象，当手指按下电灯开关时会产生多少信息。人类的手中拥有超过10,000个机械感受器来完成这项任务，然而触觉感知仍然是机器人技术面临的主要挑战之一，”萨索说道。
“我们很高兴能够捕捉到指纹的纹路，因为目前尚无任何现有技术能在同等规模和简便性下实现如此高的传感器密度。 该项目背后的核心思路在于突破常规思维：与其嵌入密集且过度设计的传感器阵列，不如将传感功能融入材料本身——在那里，机械信号会被直接转化为色域，并通过一台简单、低成本的USB摄像头进行捕捉。”这不仅能生成丰富的压力分布图，还简化了系统架构。
来自意大利佛罗伦萨大学、的里雅斯特大学和特伦托大学的合著者们一致认为：“特别强大的地方在于，信息已经包含在光信号中。你不再需要重建触觉——而是直接观察它，”詹姆斯·布斯菲尔德教授说道。
解决长期存在的权衡问题
这一构想源于克服基于视觉的触觉传感中长期存在的权衡困境：高分辨率系统通常需要繁重的计算流程来重建接触几何形状，从而引入延迟；而更快的系统往往牺牲空间细节。
佛罗伦萨大学的费德里科·卡尔皮教授与布斯菲尔德教授的合作，融合了软机器人学与材料科学两大研究领域。基于多年来在可拉伸传感器和聚合物表征方面的工作，该团队逐步提升了将机械顺应性与功能传感相结合的能力。
在此框架下，机械致色材料开辟了一条新方向：不再依赖高度工程化的微电子器件来解读变形（taxels），而是让材料本身成为传感介质，将机械相互作用直接编码为可见光信号。
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评论 (1)
0/500
![KennethLee]()
Wait, so the robot can literally see what it's touching? That's like giving it a superpower. But honestly, I'm more curious about how they keep the color-changing material from wearing out after a thousand touches. Also, imagine if this tech gets into cheap toys—kids would love a teddy bear that changes color when you hug it. 😄
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